编译原理DAG例子

‘壹’ 项目构建 - Gradle 编译原理 -1

作者：郑祎

系列文章深入剖析Gradle的构建原理，将带你领略这个灵活的编译工具的核心。在本文中，我们将逐步探讨任务的定义、组成以及它们之间的依赖关系。任务，本质上是封装了特定处理逻辑的工作单元，比如代码编译、打包、测试和部署等操作。

任务组成与依赖

一个任务由Action（处理逻辑，如文件复制或代码编译）、Input（操作所依赖的值和文件）和Output（操作结果）三部分构成。任务间的依赖关系形成了一张有向无环图（DAG），比如在java项目中，classes任务依赖于processResources和compileJava，意味着在执行classes任务时，前两者必须先完成。

• compileJava：使用JDK编译Java源文件


• processResources：复制资源文件


• classes：聚合编译和资源，实际执行编译Java和复制资源


• ...（详细介绍了testClasses、jar、javadoc、test、clean、assemble、check和build等任务及其功能）

实践操作

要创建一个基本任务，首先在gradle-test目录下创建build.gradle文件，并尝试运行以下命令。如果遇到gradle命令未找到，可参考官方文档进行安装。

...（展示了创建和运行新任务的步骤）

在build.gradle中定义依赖关系，然后执行相关命令，可以看到任务之间的相互作用。

...（展示了创建依赖任务的步骤及输出）

‘贰’ 编译原理问题，高手进。

回答下列问题：(30分)
(6分)对于下面程序段
program test (input, output)
var i, j: integer;
procere CAL(x, y: integer);
begin
y:=y*y; x:=x-y; y:=y-x
end;
begin
i:=2; j:=3; CAL(i, j)
writeln(j)
end.
若参数传递的方法分别为(1)传值、(2)传地址，(3)传名，请写出程序执行的输出结果。
答： (1) 3 (2) 16 (3) 16 (每个值2分)

(6分)计算文法G(M)的每个非终结符的FIRST和FOLLOW集合，并判断该文法是否是LL(1)的，请说明理由。
G(M)：
M → TB
T → Ba |
B → Db | eT |
D → d |

解答：
计算文法的FIRST和FOLLOW集合：(4分)
FIRST(M) = { a，b，e，d， } FIRST(T) = { a，b，e，d， }
FIRST(B) = {b，e，d， } FIRST(D) = {d，}
FOLLOW (M) = {#} FOLLOW (T) = { a，b，e，d，#}
FOLLOW (B) = {a，# } FOLLOW (D) = { b}

检查文法的所有产生式，我们可以得到：
1. 该文法不含左递归，
2. 该文法中每一个非终结符M，T，B，D的各个产生式的候选首符集两两不相交。
3. 该文法的非终结符T、B和D，它们都有候选式，而且
FIRST(T)∩FOLLOW(T)={ a，b，e，d }≠
所以该文法不是LL(1)文法。(2分)

(4分)考虑下面的属性文法
产 生 式 语 义 规 则
S→ABC

A→a
B→b
C→c B.u := S.u
A.u := B.v + C.v
S.v := A.v
A.v :=3*A.u
B.v := B.u
C.v := 1
画出字符串abc的语法树;
对于该语法树，假设S.u的初始值为5，属性计算完成后，S.v的值为多少。
答：(1) (2分)

(2) S.v的值为18 (2分)

(4分)运行时的DISPLAY表的内容是什么？它的作用是什么？
答：DISPLAY表是嵌套层次显示表。每当进入一个过程后，在建立它的活动记录区的同时建立一张嵌套层次显示表diaplay.假定现在进入的过程层次为i，则它的diaplay表含有i+1个单元，自顶向下每个单元依次存放着现行层、直接外层、…、直至最外层(主程序，0层)等每层过程的最新活动记录的起始地址。通过DISPLAY表可以访问其外层过程的变量。

(5分)对下列四元式序列生成目标代码：
A:=B*C
D:=E+A
G:=B+C
H:=G*D
其中，H在基本块出口之后是活跃变量， R0和R1是可用寄存器。
答: 目标代码序列
LD R0 B
MUL R0 C
LD R1 E
ADD R1 R0
LD R0 B
ADD R0 C
MUL R0 R1
ST R0 H

(5分)写出表达式a+b*(c-d)对应的逆波兰式、三元式序列和抽象语法树。
答：
逆波兰式：(abcd-*+) (1分)
三元式序列: (2分)
OP ARG1 ARG2
(1) - c d
(2) * b (1)
(3) + a (2)
抽象语法树：(2分)

(8分)构造一个DFA，它接受={a，b}上所有包含ab的字符串。
答：
(2分)构造相应的正规式：(a|b)*ab(a|b)*

(3分)
a a

a b
b b

(3分)确定化：
I
{0,1,2} {1,2,3} {1,2}
{1,2,3} {1,2,3} {1,2,4,5,6}
{1,2} {1,2,3} {1,2}
{1,2,4,5,6} {1,2,3,5,6} {1,2,5,6}
{1,2,3,5,6} {1,2,3,5,6} {1,2,4,5,6}
{1,2,5,6} {1,2,3,5,6} {1,2,5,6}
b b
b a
a a a a

a b b
b

最小化：
{0，1，2} {3，4，5}
{0， 2}，1， {3，4，5}

(6分)写一个文法使其语言为L(G)={anbncm| m,n≥1，n为奇数，m为偶数}。
答：
文法G(S):

(8分)对于文法G(S):

1. 写出句型b(Ma)b的最右推导并画出语法树。
2. 写出上述句型的短语，直接短语和句柄。
答：
1. (4分)

2. (4分)
短语: Ma)， (Ma)， b(Ma)b
直接短语: Ma)
句柄: Ma)

(12分)对文法G(S)：
S → a | ^ | (T)
T → T，S | S
(1) 构造各非终结符的FIRSTVT和LASTVT集合;
(2) 构造算符优先表;
(3) 是算符优先文法吗?
(4) 构造优先函数。
答：
(1) (4分)

(2) (4分)
a ^ ( ) ,
a > >
^ > >
( < < < = <
) > >
, < < < > >

(3) 是算符优先文法，因为任何两个终结符之间至多只有一种优先关系。 (1分)

(4) 优先函数(3分)
a ^ ( ) ,
F 4 4 2 4 4
G 5 5 5 2 3

(8分)设某语言的do-while语句的语法形式为
S do S(1) While E
其语义解释为：

针对自下而上的语法分析器，按如下要求构造该语句的翻译模式，将该语句翻译成四元式：
(1) 写出适合语法制导翻译的产生式；
(2) 写出每个产生式对应的语义动作。
答：(1). 适合语法制导翻译的文法(4分)
G(S):
R do
UR S(1) While
SU E
(2). (4分)
R do
{ R.QUAD:=NXQ }

UR S(1) While
{ U.QUAD:=R.QUAD;
BACKPATCH(S.CHAIN, NXQ) }

SU E
{ BACKPATCH(E.TC, U.QUAD);
S.CHAIN:=E.FC }

答案二：
(1) S do M1 S(1) While M2 E
M ε (4分)
(2) M ε { M.QUAD := NXQ } (4分)
S do M1 S(1) While M2 E
{
BACKPATCH(S(1).CHAIN, M2.QUAD);
BACKPATCH(E.TC, M1.QUAD);
S.CHAIN:=E. FC
}

(10分)将语句
while C>0 do if A B=0 then C:=C+D else C:=C*D
翻译成四元式。
答：
100 (j>， C， 0， 102)
101 (j， -， -， 112)
102 (jnz， A， -， 106)
103 (j， -， -， 104)
104 (j=， B， 0， 106)
105 (j， -， -， 109)
106 (+， C， D， T1)
107 (:=， T1， -， C)
108 (j， -， -， 100)
109 (*， C， D， T2)
110 (:=， T2， -， C)
111 (j， -， -， 100)
112

(10分)设有基本块如下：
T1:=3
T2:=A*B
T3:=9+T1
M:=A*B
T4:=C-D
L:=T3*T4
T2:=C+D
N:=T2
画出DAG图；
设L，M，N 是出基本块后的活跃变量，请给出优化后的四元式序列。
答：

1. (6分)
L

*
T2,M T4 T2,N

* - +

T1 T3
3 A B 12 C D

2. (4分)
M:=A*B
S1:=C-D
L:=12*S1
N:=C+D

(8分)文法G(S)及其LR分析表如下，请给出串baba#的分析过程。
(1) S → DbB (2) D → d (3) D → ε
(4) B → a (5) B → Bba (6) B → ε
LR分析表
ACTION GOTO
b D a # S B D
0 r3 s3 1 2
1 acc
2 s4
3 r2
4 r6 S5 r6 6
5 r4 r4
6 s7 r1
7 S8
8 r5 r5
解答：
步骤 状态 符号 输入串
0 0 # baba#
1 02 #D baba#
2 024 #Db aba#
3 0245 #Dba ba#
4 0246 #DbB ba#
5 02467 #DbBb a#
6 024678 #DbBba #
7 0246 #DbB #
8 01 #S # acc
哈哈，估计认识！！

‘叁’ 给力！2011年新年散分啦。高分求助编译原理高手帮忙做几道模拟题

三、（ 8 分）化简文法 G[S] ：
S → ASe | BCaD | aD | AC
A → Cb | DBS
C → bC | d
B → Ac
D → Ad
化简后： S → ASe|AC A → Cb C → bC | d
四、（ 12 分） 设 L í {a,b,c}* 是满足下述条件的符号串构成的语言：
(1)若出现 a ，则其后至少紧跟两个 c ；
(2)若出现 b ，其后至少紧跟一个 c 。
试构造识别 L 的最小化的 DFA ，并给出描述 L 的正规表达式。
答：DFA 如图所示。相应的正规式为 (c|acc|bc)* 。

五、（ 12 分） 已给文法 G[S] ： S → SaP | Sf | P P → qbP | q
将 G[S] 改造成 LL （ 1 ）文法，并给出 LL （ 1 ）分析表。
答：改造后的文法： S → PS' S' → aPS'| fS' | e P → qP' P' → bP | e
各候选式的 FIRST 集，各非终结符的 FOLLOW 集为
产生式 FIRST 集 FOLLOW 集
S → PS' {q} {#}
S' → aPS'
→ fS'
→ e {a}
{f}
{ e } {#}
P → qP' {q} {a,f,#}
P' → bP
→ e {b}
{ e } {a,f,#}
LL(1) 分析表为

六、（ 12 分） 给定文法 G[S] ： S → Aa|dAb|Bb|dBa A → c B → c
构造文法 G[S] 的 LR （ 1 ）分析表。
分析表如下图所示

七、（ 8 分） 将下面的条件语句表示成逆波兰式和四元式序列：
if a>b then x:=a+b*c else x:=b-a;
答：（ 1 ）逆波兰式：
,其中， BLE 表示汪或等于时的转向指令； [ … ] 表示标号。
（ 2 ）四元式：
(1) ( j>, a, b, (3))
(2) ( j, , , (7) )
(3) ( *, b, c, T1)
(4) ( +, a, T1, T2)
(5) ( :=, T2, , x)
(6) ( j, , , (9))
(7) ( -, b, a, T3)
(8) ( :=, T3, , x)
(9) ( … … )
八、（ 8 分） 给定基本块：
A:=3*5
B:=E+F
C:=A+12
D:=E+F
A:=D+12
C:=C+1
E:=E+F
假定出基本块后，只有 A 、 C 、 E 是活跃的，给出用 DAG 图完成优化后的代码序列。
答：化简后的的四元式序列为
A :=D+12
E :=E+F
C :=28

‘肆’ 编译原理什么是素短语

编译原理中，素短语是至少含义一个终结符，并且自身不包含任何更小素短语的一种短语。

素短语是一种特殊的短语，它是一个递归的定义，至少含有一个终结符，并且除它自身之外不再含任何更小的素短语，所谓最左素短语就是处于句型最左边的素短语的短语。

一个算符优先文法G的任何句型的最左素短语是满足以下条件的最左子串NaNb…NcNdN(N是非终结符，a,b,c,d是终结符)。例如：句型T+T*F+id，T*F是最左素短语，id是素短语。

(4)编译原理DAG例子扩展阅读：

通过语法树可以得知素短语：

1、每个句型对应一棵语法树

2、每棵语法树的叶子结点从左到右排列构成一个句型

3、每棵语法树的子树的叶子结点从左到右排列构成一个短语

4、每棵语法树的简单子树（只有父子两层结点）的叶子结点从左到右排列构成一个简单(直接)短语。

5、素短语是至少包含一个终结符的短语，但它不能包含其它素短语。